2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a Prediction Technology for Machined Results and Energy Consumption to Realize Advanced Virtual Factories
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15K05724
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
佐藤 隆太 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60376861)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | NC工作機械 / 運動誤差 / 振動 / 切削力 / 送り駆動系 / 幾何誤差 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，工場における生産設備の中核を占める数値制御工作機械について，加工される部品の形状精度，面品位，および加工に要するエネルギを事前に予測するためのシミュレーション方法を確立し，世界に先駆けた高度なバーチャルファクトリの実現に寄与することを目的としている．
本研究では，工作機械の送り駆動系の運動誤差と幾何誤差を考慮して加工形状と加工面とを予測する方法が確立されたほか，工作機械の構造振動と送り駆動系および主軸駆動系の特性を表現可能な数学モデルを構築し，これとボクセルモデルによる切削力と加工結果のシミュレーション技術を連成させることに成功した．様々な運動誤差が加工面に及ぼす影響をシミュレーションで予測できることが確認されたほか，切込み量が大きくなると機械構造の振動特性に起因したびびり振動が発生し，その現象を開発したシミュレーション技術により的確に表現できることも確認された．送り駆動系のモデルには，摩擦力の非線形ばね特性も考慮された．
このほか，5軸制御工作機械の回転軸の運動特性について詳細に調査したほか，5軸制御工作機械の各軸の消費エネルギ推定モデルを構築し，工作物の設置位置によって5軸制御工作機械の消費エネルギが変化することを構築したモデルにより推定可能であることが確認された．
開発されたシミュレーション方法は実際の加工の解析に供され，ISO規格に提案されている同時5軸制御によるS字形状加工の解析が行われたほか，開発されたシミュレーション技術を応用した幾何誤差同定方法も開発された．
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